當(dāng)前,提升新能源汽車?yán)m(xù)航里程短的最直接的方法是選取具有更高能量密度的電極材料。在鋰離子電池中負(fù)極材料是影響電池性能的一個重要方面,合理地選擇具有高能量密度的負(fù)極材料是提升續(xù)航里程短的關(guān)鍵。硅作為鋰離子電池的負(fù)極材料之一,其理論容量高達(dá)4200 mAh g^-1,儲量豐富,被研究者們廣泛的研究。但是硅材料導(dǎo)電性差,在嵌鋰過程中有著巨大的體積膨脹效應(yīng)（>300%）,這些問題都嚴(yán)重影響了其性能;同時納米硅材料因其制備工藝成本高而導(dǎo)致其價格昂貴,這嚴(yán)重阻礙了納米硅負(fù)極的商業(yè)化應(yīng)用。本文主要是制備了多孔的硅/碳復(fù)合納米材料并對其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和作為鋰離子電池負(fù)極時的電化學(xué)性能表征;提出了一種成本低、工藝簡易、可規(guī)模化生產(chǎn)納米硅顆粒的方法,主要內(nèi)容如下:制備多孔的硅/碳復(fù)合納米纖維。首先將納米硅顆粒、PAN和乙酰丙酮鐵溶于DMF溶液中,通過靜電紡絲制備硅/PAN/乙酰丙酮鐵的復(fù)合納米纖維,再經(jīng)過退火得到硅/碳/氧化鐵的復(fù)合納米纖維,酸洗得到多孔的硅/碳復(fù)合納米纖維。PAN在氧化鐵的催化作用下碳化得到石墨化的碳,增強整個負(fù)極材料的導(dǎo)電性;孔洞為硅的體積膨脹提供緩沖空間,石墨... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：48 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池工作原理

iv. 工作溫度范圍寬，工作溫度約在-25℃-45℃，隨著電解質(zhì)和正極材改進(jìn)，尚可達(dá)到-40℃-70℃。v. 耐高溫，錳酸鋰和鈷酸鋰電池的電熱峰值可達(dá) 200℃左右，而磷酸達(dá)到了 350℃-500℃。vi. 快速充電，1C 充電 30 分鐘容量可以達(dá)到標(biāo)稱容量的 80%以上，磷鋰電池可以達(dá)到 10 分鐘充電到標(biāo)稱容量的 90%。ii. 無記憶效應(yīng)，可充電電池在經(jīng)常處于充滿不放完的條件下工作，容迅速低于額定容量值，這種現(xiàn)象叫做記憶效應(yīng)。鋰離子電池?zé)o此現(xiàn)電池?zé)o論處于什么狀態(tài)，可隨充隨用，無需先放完再充電。iii. 體積比能量、質(zhì)量比能量高，能達(dá)到的實際質(zhì)量比能量為 555 Wh kg右，即材料能達(dá)到 150 mAh g-1以上的比容量（3-4 倍于 Ni-Cd,2-3 Ni-MH），已接近于其理論值的約 88%。同等規(guī)格容量的磷酸鐵鋰的體積是鉛酸電池體積的 2/3，重量是鉛酸電池的 1/3。ix. 沒有環(huán)境污染，綠色環(huán)保電池的佼佼者，而殘留容量的測試又比較方無需維修。

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本文編號：2932037